Однофазный шаговый электродвигатель

л - ° с.t <

ОП ИСАН ИЙ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

244479

Ввюа Советских

Социалистических

Республик

:- ависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.11.1968 (№ 1217106/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 28,Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 7.Х.1969

Кл. 2Ит, 19

Комитет оо делам изобретений н открытий врн Сове в Министров

СССР

МПК Н 02п

УДК 621.313.13 — 133.3 (088.8) Авторы изобретения

Ь. А. Ивоботенко, О. Д. Новиков, В. А. Иполяиский, М. И, Иоффе, А. С. Прудникова и Л. С. Соболь

Заявитель

ОДНОФАЗНЫИ ШАГОВЬ! Й ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Известны однофазные шаговые электродвигатели, содержащие статор, состоящий из .постоянного магнита, одного фиксирующего и двух движущих венцов с зубцами на внутренних поверхностях и магнитопровода с обмот кой, связывающего между собой движущие венцы, и дисковый ротор с симметричными зубцами. Эти двигатели не обеспечивают надежной фиксации ротора |после отработки очередного шага, а также надежного запуска.

Описываемый двигатель отличается от известных тем, что в нем постоянный магнит выполнен кольцевым и расположен аксиально между фиксирующим и движущими венцами, изготовленными соответственно в .виде кольца и полуколец. Магнитопровод с обмоткой расположен tB одной плоскости с осью ротора, вы,полненного в виде двух магнитосвязанных зубчатых дисков, один из которых является фиксирующим, а другой — движущим.

Угловой шаг .зубцов одноименных вен|цов статора и дисков ротора выбран одинаковым, а шаг зубцов движущего диска ротора выбран кратным шагу зубцов фиксирующего диска.

Такое выполнение двигателя повышает надежность его запуска и фиксации ротора,после отработки шага, На фиг. 1 изображен .предлагаемый электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2— то же, разрез по А — А на фиг. 1.

К торцам кольцевого постоянного магнита 1 прилегают фиксирующий венец 2 статора и движущие .венцы 8 и 4. Венец 2 имеет форму кольца с зубцами (см. фиг. 2) на внутренней поверхности, а венцы 8 и 4 — форму полуколец, также снабженных зубцами на внутренней поверхности. У венцов 8 и 4 зубцы смещены относительно зубцов венца 2 на разные угловые величины. В рассматриваемом вари10 анте величина смещения принята равной "/ и

1/в углового шага зубцов венца 2 в направлении, обратном направлению вращения.

В плоскости венца 2 лежит фиксирующий диск 5 ротора, у которого число зубцов соот15 ветствует числу зубцов этого венца, а в,плоскости венцов 8 и 4 — движущий зубчатый диск б. Диски 5 и б насажены на ступицу 7 из магнитомягкого материала и образуют ротор двигателя. Угловой шаг зубцов, дисков 5 и б

20 одинаков с угловым шагом зубцов одноименных венцов статора. Кроме того, угловой шаг зубцов диска б выбран кратным угловому шагу зубцов диска 5. В рассматриваемом случае соотношение угловых шагов у этих дисков рав25 но 2: 1. При этом совпадающие зубцы дисков соосны друг другу.

Магнитопровод 8 с обмоткой 9, управляемой разнополярными импульсами напряжения, ле30 жит,в одной плоскости с осью ротора и связан

244479 с движущими венцами 8 и 4 через колонки 10 из магнитомягкого материала.

Основные части магнитной .системы статора опрессованы пластмассой, образующей несущие элементы 11 и 12 корпуса двигателя.

При обесточенной обмотке фиксирующий момент создается только взаимодействием зубцов диска 5 и зубцов венца 2. При этом величину этого момента можно изменять за счег толщины венца 2 и диска 5.

Положение ротора при фиксации является оптимальным с точки зрения пуска, поскольку при этом зубцы диска б оказываются смещенными по часовой стрелке относительно зубцов .венцов 8 и 4 соответственно на /8 и /s угловото шага зубцов диска 5.

При возбуждении обмопки 9 положительной полуволной напряжения в зоне статорного венца 8 за счет суммирования магнитных полей постоянного магнита I и обмотки 9 создается усиленное магнитное поле полярности N, а в зоне венца 4, где указанные .поля вычитаются, — полярности S, если мощность импульса достаточна .для того, чтобы создаваемое обмоткой 9:поле было сильнее поля магнита 1.

Поскольку в зоне венца 8,поля складываются, работоспособность двигателя сохраняется даже в том случае, если мощность импульса недостаточна для нейтрализации поля,,создаваемого матнитом 1 в зоне венца 4.

При взаимодействии полей магнита 1 и обмотки 9 в зоне венца 8 зубцы диска б притягиваются соответственно к зубцам венца 8 и устанавливаются соосно этим зубцам, вследствие чего ротор, поворачивается на з/8 углового шага зубцов диска 5. При этом зубцы диска 5 оказываются смещенными:на >/8 углового шага относительно зубцов венца 2 в направлении, обратном направлению вращения ротора, а зубцы диска б на .половину собственного шага, устанавливаясь при этом против впадин между зубцами венца 4.

В этом момент прохождение положительной полуволны заканчивается, обмотка 9 обесточивается,,и ротор .доворачивается на 1/8 углового шага зубцов диска 5, т. е. заканчивает отработку полушага за:счет поля магнита l, обеспечивающего поворот диска 5 до совмещения зубцов этого диска с зубцами фиксирующего венца 2. При этом также доворачивается диск 6, вследствие чего el.o зубцы оказываются смещенными относительно зубцо в движущих:венцов 8 и 4 соответственно íà 7/8

4 и /s углового шага зубцов диска 5 в направлении, обратном направлению вращения ротора.

При приходе отрицательной .полуволны напряжения суммирование полей магнита 1 и

5 обмотки 9 происходит в зоне движущего венца 4, причем, полярность .поля будет N. Отработка второго полушага ротора происходиг согласно выше описанному.

В случае, если зубцы дисков 5 и б ротора в

N исходном положении располагаются относительно зубцов венцов 2, 8 и 4 статора так, как это показано на фиг. 2, а первая полуволна оказывается не положительной, а отрицательной, то суммарное магнитное поле полярно15 сти N создается в зоне венца 4, а не в зоне венца 8, как это имеет место при нормальном запуске, При этом зубцы диска б притягиваются к зубцам венца 4, вследствие чего ротор поворачивается на >/8 углового шага зубцов

20 диска 5 в направлении, обратном направлению вращения. После того как обмотка 9 обесточивается, ротор возвращается в исходное состояние за счет взаимодействия зубцов диска 5 с зубцами венца 2. При,поступлении сле25 ду ющей (положительной) .полуволны двигатель начинает работать в нормальном режиме.

Предмет изобретения

З0 1, Однофазный шаговый электродвигатель, содержащий статор, состоящий из постоянного магнита, одного фиксирующего и двух движущих венцов с зубцами на внутренних поверхностях и магнитопровода с обмоткой, связы55 вающего между собой движущие венцы, идисковый ротор с симметричными зубцами, отличающийся тем, что, с целью,повышения надежности запуска и фиксации двигателя, указанный постоянный магнит выполнен кольце40 вым и расположен аксиально между фиксирующим и движущими венцами, iBbllloJIHBHHblMH соответственно в виде кольца и полуколец, магнитопровод расположен в одной плоскости с осью ротора, выполненного в виде двух маг45 нитосвязанных зубчатых дисков, один из которых является, фиксирующим, а другой — движущим.

2. Электродвигатель по п. 1 отличающийся тем, что у одноименных венцов статора и ди50 сков ротора угловой шаг зубцов выбран одинаковым, причем шаг зубцов движущего диска ротора выбран кратным шагу зубцов фиксирующего диска.

244479

Риг. 7

Составитель 3. Горник

Техред Л. Я. Левина

Редактор Э. Рубан

Корректор Л. А. Иголкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 251015 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4